TW200828210A

TW200828210A - Method and device of rapidly building a gray-level and brightness curve of displayer

Info

Publication number: TW200828210A
Application number: TW095147542A
Authority: TW
Inventors: Mang Ouyang; Jiun-Chian Liao; Shih-Wei Huang; Gor-Don Horng; Tsang-Hsing Lee; Yih Shyang Chen
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-01
Also published as: US8013877B2; KR100859937B1; JP2008154208A; JP4503637B2; KR20080056624A; US20080143752A1

Description

200828210 玖、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於建立顯示器之灰階值-亮度曲線之方法及其裝置。【先前技術】一台顯示器之灰階值-亮度曲線是指不同灰階值所對應之亮度的關係曲線，把灰階當X軸，亮度當y軸，晝出來的曲線稱為『灰階值-亮度曲線』，由於灰階值-亮度曲線大略等於數學之伽馬曲線（Y=XAr，γ curve，gamma curve )，因此灰階值-亮度曲線又稱做伽馬曲線。每一台生產製造出來顯示器的『灰階值-亮度曲線』不一定相同，因此若為了顯示器產品高品質一致化的要求，每一顯示器都應該量測其『灰階值-亮度曲線』，生產製造者有了顯示器『灰階值-亮度曲線』之後，才知道顯示器的特性，以進一步調整顯示器之色彩設定等等。習知發明專利（為電視顯示器之調整方法及系統， SYSTEM AND METHOD FOR PANEL DISPLAY TELEVISION ADJUSTMENT，JP patent No. 2005057543、 US patent No· 6043797、TW patent No.00583624)使用一系統量測平面顯示電視之亮度（brightness)，以進行平面顯示電視之γ補償修正。但是該系統的量測方法，是經由電腦(PC)逐一播放灰階訊號至液晶電視，由光彳貞測器（light detector)逐一擷取平 5 200828210 面顯示器之亮度(brightness)相關資料，將所有資料回傳至電腦（PC)處理以得到平面顯示器之電壓-亮度曲線（電壓相對應之亮度分佈曲線）。若經由圖案產生器播放圖案訊號至顯示器後，再經由光偵測器（light detector)量測將資料傳至電腦(PC)，如此一迴圈花費一秒鐘，若要得到8bit之紅綠藍三原色及白色連續灰階值-亮度曲線，如此在量測上將花費約1(秒）*256(個灰階）*4(原色）為17分鐘，而由於工廠生產線上每個工作站停留時間短暫，若要將此平面顯示電視之γ 補償修正應用在工廠產線上，勢必會因為在量測上花費太多時間，以致於難以在工廠產線上實施即時平面顯示電視之γ補償修正。因此如何快速取得顯示器之『灰階值_亮度曲線』是需要的。【發明内容】本發明之方法是透過取得顯示器部分之灰階值及對應量測到之亮度值，而代入本發明發展之公式以建立顯示器之灰階值-焭度曲線。由於本發明只需部分之灰階值及對應之冗度值，因此里測時間縮短而適合於生產線上實際的使用。本發明之方法包括下列步驟：步驟A :取得至少η組（tj，Yj)值，其中：〜n，4S 30 ; tj為第j個灰階值； 200828210 步驟B :將η組（tj，Yj)值帶入至少一公式中，其中哕至少一公式包括一第一公式： Y·二 ^max ^+ea~f(tj))

其中：

Zmax為此顯示器的灰階值_亮度曲線中之最大古度，〜 a為一變數； f(t)為t之函數，其中f(t)包括複數之變數；以及步驟C :，由步驟B之計算以求得各變數之值，以求得第一公式代表該灰階值-亮度曲線。根據本發明之實施例， n-k r . max f(tj) n-k^ x [Σ ^ . * max * tj r . max 其中b，Cj為變數； 200828210 Γ』為夢數， tmax為隶大灰階值；以及 0Sk$2。另外根據本發明之實施例，亦可更包括一第二公式： n-k ZCJ=M ；戶1 其中Μ為一參數。本發明更包括一種尋找灰階值-亮度曲線之裝置，係用於一彩色顯示器上，該尋找灰階值_亮度曲線之裝置包括：一訊號產生器，係用以產生η個不同灰階值的灰階圖形輸入該彩色顯示器，其中η個不同灰階值定義為 tj，j=l〜η，且4$η$30 ; 一光感測器，係用以擷取彩色顯示器所呈現之各灰階圖形； σ 一色彩分析儀，與光感測器連接以取得彩色顯示器之影像後以量測各灰階圖形所對應之11個亮度值’並中η 個亮度值定義為Yjd=1〜n，且4$ng3(); 、一電腦，與色彩分析儀連接以取得彩色顯示器之色彩資訊’該電腦包括有-處理器及—記憶體，該記憶體〇括％細|人體私式以供處理器執行，其中該電腦軟體程式包括代表-第-公式的演算程式，該第—公式為： 200828210

Yj =

L max + e a—/(") 其中=

Zmax為此顯示器的灰階值-亮度曲線中之最大亮度； a為一變數； e為指數（exponent); f(t)為t之函數，其中f(t)包括複數之變數；該處理器執行該電腦軟體程式以求得各變數之值，使得以第一公式代表該灰階值-亮度曲線。關於f(t)如同上述所示有不同之實施例，而且可更包括一第二公式： n-k Σ〒Μ 其中Μ為一參數。【實施方式】圖1係本發明關於尋找灰階值-亮度曲線之裝置70之使用環境示意圖。尋找灰階值-亮度曲線之裝置70包括一光感測器71，一色彩分析儀72，一電腦73以及一訊號產生器74。訊號產生器74係用以產生特定的灰階圖形輸入彩色顯示器90，再透過光感測器71擷取彩色顯示器90之影像後，色彩分析儀72可以量測彩色顯示器90之色彩資 9 200828210 訊（譬如可包含各灰階的色溫、亮度和色度）並將這些資料傳給電腦73紀錄。若是依照習知之方法，訊號產生器74為每一顏色（紅、綠、藍及白色）產生0至255個灰階圖形為例，則電腦73 僅需記錄不需要經過特別運算即可得到『灰階值-亮度曲線』。但本發明為了要快速得到『灰階值-亮度曲線』，訊號產生器74只會產生部分之灰階圖形（譬如5個灰階圖形，可為紅、綠、藍及白色的灰階圖形，需注意的是訊號產生 η 器74可以一次產生一灰階圖形，或者一次產生複數個灰階圖形），而色彩分析儀72再量測這些灰階圖形的對應亮度，電腦73再根據五組灰階及亮度之數值來計算出彩色顯示器90之『灰階值-亮度曲線』。一般伽瑪曲線(gamma-curve)如圖2來描述顯示器的灰階值-亮度曲線，但是由於現實之顯示器的灰階值-亮度曲線與伽瑪曲線(gamma-curve)有部份不相符，且在高階時可能出現有飽和現象如圖3的虛線區域A，使得伽瑪曲線 I (gamma-curve)不足以代表現實之顯示器的灰階值_亮度曲線0 但若採用S曲線（S-curve)如圖4,雖可補充描述伽瑪曲線(gamma-curve)在灰階高階飽和現象之不足，其數學式子如式子1所不’其中Zmax為此顯示器的灰階值亮度曲線中之最大党度’但s曲線無法正確描述低階灰階之灰階值-亮度曲線。 200828210 y — ^max .........⑴ 其中t代表灰階值，Y代表亮度值，a，b為參數，e 為指婁丈（exponent)。以下請參考圖5關於本發明之流程圖，並暸解本發明之特徵。步驟501 : 取得η組（tj，Yj)值，其中： j = l〜n，4 ‘ nS 30 ; tj為第j個灰階值（訊號產生器74產生第j個的灰階值為tj );

Yj代表於第j個灰階值（tj)顯示於該顯示器90上時所量測到之對應亮度值；本發明訊號產生器74只會產生部分之灰階圖形，以便快速得到『灰階值-亮度曲線』。傳統方式η為256 (假設以8 位元來描述灰階值），根據實驗本發明η至少為4，而η當然越大越準，但為了快速得到『灰階值-亮度曲線』，η最大建議為30。步驟502 : 200828210 將η組（tj，Yj)值代入本發以下以式子2做為本發明第明所發展之公式有許多變化型，展之么式，由於本發公式之通式

L max (2)

其中 [max為此顯示器的灰階值_亮度曲線中之最大亮度； &為一受數’ e為指數（exponent); f(tj)為tj之函數；差二1寬施例：根據本發明之第一實施例，為以下式子3

亦即第一公式為式子4 : (3) (4) 200828210

L n-k max < l + e 7=1

其中k二l，b、Cj為變數； η為參數； tmax為最大灰階值（譬如255 ); 第一實施例並且需要一第二公式，如式子5所示： n-k (5) Σ^=μ 其中Μ為一參數，譬如1。

吕如’max-255 ’ Zmax=255 ’ n=5 ，M=1 為例，若令Γι = ；[ ιγ=30 ’ 1^〇.18，，而五組量測灰階值對應之亮度 (tj，Yj，j=l〜5)為（40，υ、（14〇，5〇)、（19〇，135)、（22〇 ^ϋ(=/_254)、°將五組量測值代人式子4 (第一公式） b-^o cm #一公式）即可求得以下六個變數值：a=18.297，形成五個條件而而由：五組量测值代入式子4可以條件’所以可解出六個變數為值一個條件，所以總共形成六個 200828210 ^ 一施例：與第—實施例最大不同之處是不需要式少-個條件，所以魏之數目需少—個， Q此將會此時第一公式可改為式子6 :

其中k=2。以n=5為例，則只需要Ci〜C3變數，不需要匕變數，因此變數之數目少一個。第二實-¾例：

與第一實施例最大不同之處是f(tj)為以下式子7:

其中k=l。由於少了變數b，因此亦不需要不需要式子5。第四實迤例： 200828210 為以下式子8 ·· 與弟-貫施例最大不同之處是其中k=〇 n-k[Σ tj max ,(8) 式子5仍需要。 5仍^7欠數b’但比第—實施例多一個變數Cn，因此步驟503 : 藉由步驟502之計算以炎y，度曲線』。以求件弟一公式代表『灰階值-亮可透包括一處理器731及-記憶體.因此了透過4體732儲存之軟體之正癌『灰階值-亮度曲線』。订“以仔到如圖3 紅上所陳，本發明無論就目的、顯示其迴異於習知技術之特徵， $’在在均早曰賜准專利，俾嘉惠社會，實；;:便=委員明察， ^諸多實施例僅係為了便於說^舉例=注^斤應以申請專利範圍所述為準，而細: 【圖式簡單說明】環境示意圖圖1係尋找灰階值-亮度曲線之裝置之使用 200828210 圖2係一般數學之伽瑪曲線示意圖。圖3係一般顯示器的灰階值-亮度曲線示意圖。圖4係一般數學之S曲線示意圖。圖5係本發明關於建立灰階值-亮度曲線之流程圖。【元件代表符號說明】尋找灰階值-亮度曲線之裝置70 光感測器71 電腦73 彩色顯示器90 Γ 色彩分析儀72 訊號產生器74

Claims

200828210 拾、申請專利範圍·· 1· 一種快速建立顯干_ 取得-顯示器值·亮度曲線之方法，係透過灰階值亮度曲線，該方法包括下列步ς度值以取得一步驟Α.取得_ (tj,Yj)值，其中： Μ〜n，4$nS30 ; 4為第j個灰階值；义戈表於第j個灰階值（tj)顯示於該顯示為上日守所量測到之對應亮度值；步驟B:將n組（tj，Yj)值代入至少一公式中，其中該至少一公式包括一第一公式·· Y ^max 其中： Zmax為此顯示裔的灰階值-亮度曲線中之最大亮度； ^ a為一變數； e為指數（exponent); f(t)為t之函數，其中f(t)包括複數之變數；以及 200828210 步驟藉由步驟b之計算以求得各變數之值，使得以第一公式代表該灰階值_亮度曲線。 2· ^申請專利範圍第！項所述之快速建立顯示器之灰階值亮度曲線之方法，其中·· n-k

Cj為變數； Γj為茶數， tmax為隶大灰階值；以及〇$k$2 〇 ·=申請專利範圍第丨項所述之快速建立顯示器之灰階值亮度曲線之方法，其中： n-k

b為變數； Cj為變數； η為參數； tmax為敢大灰階值；以及〇$k$2。 18 200828210 4·如申請專利範圍第2項所述之快古疮ία > ^ <既連建立顯示器之灰階值· =度曲線之方法，其中該至少—公式只包式，且k=l 〇 5.如申請專利範圍第3項所述之快诗诸☆ % ^ 二度曲線之方法，其中該至少一公式只包括一第一公式’且k=2 。 >•如申請專利範圍第2項所述之快速建立顯示器之灰階值. 免度曲線之方法，其中k=G，且該至少—公式更包括一第二公式： n—k Zcj=m ； 7.:1 其中Μ為一參數。 • ^請專利範圍第6項所述之快速建立顯示器之灰階值_ 72度曲線之方法，其中Μ=ΐ。 ^申清專利範圍第3項所述之快速建立顯示器之灰階值_ 亮度曲線之方法，其中且該至少—公式更包括一第二公式： n-k ；其中Μ為一參數。 200828210 9.如申請專利範圍第8項所述亮度曲線之方法，其中速建立顯示器之灰階值· 10:種值-亮度曲線之裳置，係用於一彩色顯示器上，该哥找灰階值-亮度曲線之裝置包括·· F1F趴1產生态’係用以產生η個不同灰階值的灰階圖形輸入該彩色顯示器，其中n個不同灰階值定義為 tj，J = 1 〜n，且4$nS30 ; 畔同^光錢11，係用簡取彩色顯示器所呈現之各灰 I白圖形；一色彩分析儀’與光感測器連接以取得彩色顯示器之，像後以量測各灰階圖形所對應之_亮度值，其中η 個凴度值定義為YjJ=l〜η,且4SnS30; -電腦，與色彩分析儀連接以取得彩色顯示器之色 ^身訊’該電腦包括有—處理器及—記憶體，該記憶體匕括-電腦軟體程式以供處理器執行程式包括代表一第一公式的演算程式，該第一公;:體 Z- L max ψ+βα /⑻ 其中度； Zmax為此顯示器的灰階值_亮度曲線中之最大亮 a為一變數； e為指數（exponent); f⑴為1之函數，其中f(t)包括複數之變數； 200828210 該處理器執行該電腦軟體程式以求得各變數之值，使得以第一公式代表該灰階值_亮度曲線。 11·如申請專利範圍第10項所述之尋找灰階值_亮度曲線之裝置，其中： i-k f(tj) [Σ c * * max max Ο C j為變數； γ』為參數； tmax 為最大灰階值；以及 0$k$2 〇線之 12·如申請專利範圍第10項所述之尋找灰階值_亮度曲裴置，其中： & i-k f(tj) 办χ[Σ c . ^ t * / max 'max b為變數； Cj為變數；為參數； tmax為最大灰階值；以及 0$k$2 〇 13·如申請專利範圍第11項所述之尋找灰階值_亮度曲裝置，其中該至少一公式只包括一第一公式，線之 200828210 14·如申請專利範圍第12項所述之尋找灰階值_亮度曲線之裂置，其中該至少一公式只包括一第一公式，且。 15·如申請專利範圍第π項所述之尋找灰階值_亮度曲線之裝置，其中k=o，且該至少一公式更包括一第二公式·· n-k ; ζ \ 其中Μ為一參數。 16·=申請專利範圍第15項所述之尋找灰階值_亮度曲衣置，其中Μ= 1。、义 17=請專利範圍第12項所述之尋找灰階值·亮度曲線之衣置，其中k=1，且該至少一公式更包括一第二公 n-k 、· Σ Cj ~ ^ j=l ’

其中]V[為一參數。第17項所述之尋找灰階值-亮度曲線之 22